Ответы к экзамену (Технология программирования). Как пишется хороший код. Способы представления алгоритмов

Название	Как пишется хороший код. Способы представления алгоритмов
Дата	12.03.2023
Размер	2.02 Mb.
Формат файла
Имя файла	Ответы к экзамену (Технология программирования).pdf
Тип	Документы #983855
страница	1 из 6

1 2 3 4 5 6

1
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.
*Как пишется хороший код. Способы представления алгоритмов ............................................................. 2 2.
*Принципы работы со сложными системами. Абстракция, модульность, дополнительные принципы ... 7 3.
*Жизненный цикл и процессы разработки программного обеспечения ................................................... 8 4.
*Понятие жизненного цикла. Модели жизненного цикла .......................................................................... 9 5.
*Унифицированный процесс разработки программного обеспечения RUP. Основные фазы разработки
11 6.
*Унифицированный процесс разработки программного обеспечения UML. Основные виды моделей . 13 7.
*Экстремальное программирование. Основные принципы ..................................................................... 17 8.
*Экстремальное программирование. Достоинства и недостатки ............................................................. 20 9.
*Основные этапы развития языка UML. История развития языка UML..................................................... 21 10.
*Визуальное проектирование. Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования
(ООАП) 22 11.
*Основные элементы языка UML. Модель сложной системы .............................................................. 25 12.
*Пакеты в языке UML. Графическое изображение системы и подсистемы в языке UML .................... 29 13.
*Канонические диаграммы языка UML ................................................................................................. 32 14.
*Диаграмма вариантов использования как концептуальное представление системы в процессе ее разработки .......................................................................................................................................................... 33 15.
*Отношения на диаграммах использования ......................................................................................... 35 16.
*Формализация функциональных требований к системе и особенности спецификации на диаграмме использования .................................................................................................................................................... 37 17.
*Объекты и классы ................................................................................................................................. 40 18.
*Стереотипы и классы ............................................................................................................................ 42 19.
*Элементы графической нотации диаграммы классов ......................................................................... 44 20.
*Отношения и их графическое изображение на диаграмме классов ................................................... 46 21.
*Диаграмма классов. Отношение ассоциации ...................................................................................... 50 22.
*Диаграмма классов. Отношение обобщения ...................................................................................... 54 23.
*диаграмма клАссов. отношение агрегации и отношение композиции ............................................... 56 24.
*Язык моделирования UML. Диаграмма состояний. Триггерные и нетриггерные переходы .............. 58 25.
*Язык моделирования UML. Диаграмма действий. Разделение и слияние потоков управления ....... 60 26.
*Язык моделирования UML. Диаграмма последовательности. Графическое изображение линий жизни, фокусов управления объектов и сообщений на диаграмме ................................................................. 62 27.
*Диаграмма последовательности. Ветвление потока управления ....................................................... 63 28.
*Язык моделирования UML. Диаграмма взаимодействия или кооперация. Реализация диаграммы взаимодействия: объекты, связи между ними, сообщения .............................................................................. 64 29.
*Физическое представление модели. Диаграммы реализации: компонентов и развертывания.
Базовые элементы физического представления системы ................................................................................. 69 30.
*Варианты графического изображения компонентов, интерфейсов и изображение зависимости между компонентами и классами на диаграмме компонентов ........................................................................ 74

2 31.
*Диаграмма развертывания. Графическое изображение узлов, соединения и зависимости на диаграмме развертывания ................................................................................................................................. 77 1. *КАК ПИШЕТСЯ ХОРОШИЙ КОД. СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
АЛГОРИТМОВ
Опытные программисты обладают т.н.
"набором инструментов программиста", в который входят:
 курсы проектирования, независимые от языка, где изучаются независимые от языка инструменты проектирования (Language
Independent Design Tools, LIDT);
 разнообразные языки программирования, в том числе и Ассемблер;
 различные аппаратные курсы;
 личный опыт.
Как пишется хороший код:
 Моделирование;
 представление логики приложения в независимой от языка форме;
 «правило одной страницы».
Пять элементов хорошей программной разработки:
 получить информацию от некоторого входного источника;
 решить, как эта информация должна организовываться и сохраняться;
 применить некоторый набор инструкций для манипуляции входными данными; эти инструкции могут быть разбиты на четыре главные категории: одиночные операторы, условные операторы, циклы и подпрограммы;
 сообщить о результатах манипуляций над данными;
 собрать вместе все предыдущие элементы, выразив их в модульно- спроектированном, самодокументированном коде с разумной схемой отступов.
Самодокументированность:

3
 префикс к названию переменной (например, ivar=1,т.е. int ivar=1):
 осмысленные имена переменных;
 комментарии.
Грамотно написанный код позволяет быстро ответить на следующие вопросы:
 Какие заголовочные файлы требуются для данного фрагмента кода?
 Какие имена относятся к символическим константам?
 Каковы подстановочные значения для этих констант?
 Какие стандартные типы данных имеются в этом фрагменте?
 Каковы, если они есть, пользовательские типы?
 Каковы имена их элементов?
 Какова размерность массивов, если они есть?
 Говорит ли этот код о каких-либо логических взаимоотношениях?
 Как используются переменные программы?
Основное профессиональное правило достаточно просто: следует применять стиль кодирования, который будет понятен для кого-то еще, а не только для его автора.
АЛГОРИТМ
- набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий.
Виды алгоритмов:

ЛИНЕЙНЫЙ
– набор команд
(указаний), выполняемых последовательно во времени друг за другом;

РАЗВЕТВЛЯЮЩИЙСЯ
- алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого может осуществляться разделение на несколько параллельных ветвей алгоритма;

ЦИКЛИЧЕСКИЙ
- алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными.
Способы представления алгоритмов:
СЛОВЕСНО-ФОРМУЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ
(форма записи предложений не формализуется, т.е. при записи предложений можно использовать как слова,

4 так и математические символы. Однако предложения при такой записи алгоритма нумеруются, чтобы иметь возможность обратиться к нужному предложению. Также смысл предложения должен пониматься однозначно.).
Нахождение площади прямоугольника со сторонами А и В
1. Начало
2. Найти длину стороны А
3. Найти длину стороны В
4. Умножить А на В
5. Конец
1. Начало
2. X=A
3. Y=B
4. S=AB
5. Конец
ГРАФИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ
(с помощью схем алгоритмов). Графические символы, их размеры и правила построения схем алгоритмов определены Единой системой программной документации
(ЕСПД), являющейся государственным стандартом.

5
Операторы итерации

6
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ В ВИДЕ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ (ПО А.А.
ЛЯПУНОВУ)
представляется в виде выражения, содержащего символы операторов действия, операторов выбора, стрелки для обозначения переходов и оператора останова.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМА В ВИДЕ ПРОГРАММ.
Если алгоритм записывается для исполнения на компьютере, то он должен быть строго формализован.
Для формализации придумано множество языков программирования. Запись алгоритма на таком языке является программой, а процесс перевода алгоритма на язык программирования
– программированием.

7 2. *ПРИНЦИПЫ
РАБОТЫ
СО
СЛОЖНЫМИ
СИСТЕМАМИ.
АБСТРАКЦИЯ, МОДУЛЬНОСТЬ, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ
АБСТРАКЦИЯ
– это отвлечение от всего, что несущественно для достижения частной цели.
УТОЧНЕНИЕ
– это обратный способ от абстрактного к конкретному.
Абстракция и уточнение используются для работоспособных решений, гарантирующие свойства результ.системы.
МОДУЛЬНОСТЬ
– это принцип организации больших систем в виде набора подсистем, модулей, компонентов.
Компоненты связаны посредством интерфейсов.
При делении на модули нужно использовать принципы:
 Выделение интерфейсов и сокрытие информации;
 Адекватность, полнота, минимальность и простота интерфейсов;
 Переиспользование.
АДЕКВАТНОСТЬ
- модуль решает те задачи, что нужны пользователю данного модуля.
ПОЛНОТА
– решаются все значимые задачи в рамках функциональности модуля.
МИНИМАЛЬНОСТЬ
– модулем решаются различные по смыслу задачи, и ни одну из них нельзя реализовать с помощью других модулей.
ПРОСТОТА
– этот модуль с интерфейсом элементарен и не представим в виде композиции некоторых более простых операций.
ПЕРЕИСПОЛЬЗОВАНИЕ
– принцип, который требует избегать повторений одних и тех же знаний в виде структуры данных в различных частях системы.
Вместо этого выделяется один источник.

8 3. *ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ И ПРОЦЕССЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПО
— ряд событий, происходящих с системой в процессе ее создания и дальнейшего использования. То есть это время от начального момента создания какого-либо программного продукта до конца его разработки и внедрения. Жизненный цикл программного обеспечения можно представить в виде моделей.
МОДЕЛЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПО
— структура, содержащая процессы действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, использования и сопровождения программного продукта.
Модель кодирования и устранения ошибок
 Постановка задачи;
 Выполнение;
 Проверка результата;
 Переход в начало.
Каскадная модель («водопад»)
Преимущества:
Недостатки:
 Последовательное выполнение этапов проекта в строгом фиксированном порядке;
 Отсутствие обратных связей между этапами;
 Не соответствует реальным
Выработка системных требований
Выработка требований к ПО
Анализ
Проектирование
Кодирование
Тестирование
Эксплуатация

9
 Позволяет оценивать качество продукта на каждом этапе. условиям разработки программного продукта.
Каскадная модель с промежуточным контролем («водоворот»)
Данная модель является почти эквивалентной по алгоритму предыдущей модели, однако при этом имеет обратные связи с каждым этапом жизненного цикла.
Недостаток: 10-ти кратное увеличение затрат на разработку.
V-модель (разработка через тестирование)
4. *ПОНЯТИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА. МОДЕЛИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПО
— ряд событий, происходящих с системой в процессе ее создания и дальнейшего использования. То есть это время от начального момента создания какого-либо программного продукта до конца

10 его разработки и внедрения. Жизненный цикл программного обеспечения можно представить в виде моделей.
МОДЕЛЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПО
— структура, содержащая процессы действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, использования и сопровождения программного продукта.
Модель кодирования и устранения ошибок
 Постановка задачи;
 Выполнение;
 Проверка результата;
 Переход в начало.
Каскадная модель («водопад»)
Преимущества:
Недостатки:
 Последовательное выполнение этапов проекта в строгом фиксированном порядке;
 Позволяет оценивать качество продукта на каждом этапе.
 Отсутствие обратных связей между этапами;
 Не соответствует реальным условиям разработки программного продукта.
Каскадная модель с промежуточным контролем («водоворот»)
Выработка системных требований
Выработка требований к ПО
Анализ
Проектирование
Кодирование
Тестирование
Эксплуатация

11
Данная модель является почти эквивалентной по алгоритму предыдущей модели, однако при этом имеет обратные связи с каждым этапом жизненного цикла.
Недостаток: 10-ти кратное увеличение затрат на разработку.
V-модель (разработка через тестирование)
5. *УНИФИЦИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ RUP. ОСНОВНЫЕ ФАЗЫ РАЗРАБОТКИ
RATIONAL
UNIFIED PROCESS
(RUP)
— методология разработки программного обеспечения, созданная компанией Rational Software.
 RUP использует итеративную модель разработки.
 В конце каждой итерации (в идеале продолжающейся от 2 до 6 недель) достигается цель и разрабатывается промежуточная версия конечного продукта.
 Быстрое реагирование на меняющиеся требования,
 Обнаружение и устранение рисков на ранних стадиях проекта,
 Эффективный контроль качества создаваемого продукта.

12
 Первые идеи итеративной модели разработки были заложены в "спиральной модели".
Начальная фаза (Inception)
 В начале фазы: o Формируются видение и границы проекта. o Создается экономическое обоснование (business case). o Определяются основные требования, ограничения и ключевая функциональность продукта. o Создается базовая версия модели прецедентов. o Оцениваются риски.
 При завершении начальной фазы оценивается достижение этапа жизненного цикла цели, которое предполагает соглашение заинтересованных сторон о продолжении проекта.
Уточнение (Elaboration)
 Анализ предметной области и построение исполняемой архитектуры, в т.ч.: o Документирование требований (включая детальное описание для большинства прецедентов); o Спроектированную, реализованную и оттестированную исполняемую архитектуру; o Обновленное экономическое обоснование и более точные оценки сроков и стоимости; o Сниженные основные риски;
 спешное выполнение фазы уточнения означает достижение этапа жизненного цикла архитектуры.
Построение (Construction)
 реализация большей части функциональности продукта;
 Построение завершается первым внешним релизом системы и вехой начальной функциональной готовности.
Внедрение (Transition)
 создается финальная версия продукта и передается от разработчика к заказчику:

13 o программу бета-тестирования, o обучение пользователей, o определение качества продукта.
 В случае, если качество не соответствует ожиданиям пользователей или критериям, установленным в фазе Начало, фаза Внедрение повторяется снова. Выполнение всех целей означает достижение вехи готового продукта (Product Release) и завершение полного цикла разработки.
6. *УНИФИЦИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ UML. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ
УНИФИЦИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ ПО
- Rational Unified
Process, RUP - является примером так называемого "тяжелого" процесса, детально описанного и предполагающего поддержку собственно разработки исходного кода ПО большим количеством вспомогательных действий
(разработка планов, ТЗ, проектных моделей, проектной документации и пр.
Унифицированный процесс разработки ПО основан на следующих идеях:
 Весь ход работ направляется итоговыми целями проекта, выраженными в виде вариантов использования (use cases). Разработка начинается с выделения вариантов использования и на каждом шаге контролируется степенью приближения к их реализации;
 Основным решением, принимаемым в ходе проекта, является архитектура результирующей программной системы;
 Основой процесса разработки являются планируемые и управляемые итерации, объем которых (реализуемая в рамках итерации функциональность и набор компонентов) определяется на основе архитектуры.
RUP выделяет в жизненном цикле
4 основные фазы
, в рамках каждой из которых возможно проведение нескольких итераций:

ФАЗА НАЧАЛА ПРОЕКТА
(Inception) - определяются основные цели проекта, руководитель и бюджет, основные средства выполнения — технологии, инструменты, ключевые исполнители;

14

ФАЗА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
(Elaboration) - цель этой фазы — на базе основных, наиболее существенных требований разработать стабильную базовую архитектуру продукта;

ФАЗА ПОСТРОЕНИЯ (CONSTRUCTION)
- цель этой фазы — детальное прояснение требований и разработка системы, удовлетворяющей им, на основе спроектированной ранее архитектуры;

ФАЗА ВНЕДРЕНИЯ
(Transition) - происходит развертывание системы в ее рабочей среде, бета-тестирование, подгонка мелких деталей под нужды пользователей.
UML
(англ. Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) — язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения, для моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур.
Это открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования, в основном, программных систем. UML не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода.

1 2 3 4 5 6